网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

韩国KIMS团队开发无铅钙钛矿氨气传感器,检测限低至1 ppm

0
分享至

韩国材料科学研究院(KIMS,院长 Chul-jin Choi)能源与环境材料研究部首席研究员 Myungkwan Song 领导的研究团队,利用环保型无铅钙钛矿材料开发出超高灵敏度氨气传感器。该研究还与釜山大学 Hyung Woo Lee 教授团队、仁川大学 Youngho Kang 教授团队以及澳大利亚麦考瑞大学 Jincheol Kim 教授团队合作开展。除开发高性能传感器外,研究团队还首次阐明了其检测氨的机制,为下一代钙钛矿基气体传感器的发展提供了新方向。

该技术有望作为关键气体检测解决方案,在以氨为能源载体的新兴氢经济中提升安全性。氨作为下一代氢载体近来备受关注,因为它能够解决氢储存和运输难题。因此,氨在日益增长的氢经济中正成为一种重要物质。然而,即使少量氨泄漏也会对人体健康造成危害。在储存和运输设施、发电厂及工业现场,能够立即检测微量泄漏的高性能传感器至关重要。尤其是,仅暴露于数十ppm浓度的氨即可影响工人健康,因此亟需更灵敏、更精确的检测技术。



传统的钙钛矿基气体传感器虽能高灵敏度检测氨,但大多含铅(Pb),对人体健康和环境有害,限制了其商业化潜力。为解决这一问题,研究团队开发了一种基于锑(Sb)的无铅钙钛矿——甲脒锑溴(FA₃Sb₂Br₉),并将其用作氨气传感器的活性传感材料。所制得的器件兼具环境友好优势和优异的传感性能。

该传感器可稳定检测低至1 ppm浓度的氨,且信号随氨浓度升高而持续增强,表明其能够定量测定氨浓度。在暴露于100 ppm氨气时,传感器响应仅需13秒,电信号增幅高达235%,展现出卓越的传感性能。该传感器对甲烷(CH₄)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOₓ)、氢气(H₂)和甲醇(MeOH)等其他气体的响应明显较低,证实了对氨的高选择性。存放两个月后,传感器仍保持约97%的初始性能,表现出优异的长期稳定性。该传感器还可通过简单的旋涂工艺利用溶液基材料制备,非常适合大面积生产和低成本制造。

该研究最重要的成果之一,除开发出高性能传感器外,还发现了一种新的氨传感机制。传统解释通常将氨传感器的电信号归因于氨分子吸附在传感材料表面。然而,研究团队发现,氨分子可逆地插层进入钙钛矿材料内部并诱导p型掺杂。这一过程提高了材料的电导率,从而产生传感器信号。该机制与传统表面吸附传感有根本区别,为未来钙钛矿气体传感器的灵敏度和选择性提升提供了新的材料设计原则。

该技术可用作安全监测传感器,用于以氨为燃料或氢载体的发电厂和船舶的微量气体泄漏早期检测,也可部署于氨生产、储存和运输设施以及化肥和化工厂。由于该传感器可通过相对简单的溶液工艺制备,该技术适用于大面积制造和批量生产。最终可开发成多种形态,包括便携式检测仪、直接附着于管道的传感器以及实时有害气体监测系统。

该技术有望为目前严重依赖进口的高性能气体传感器实现国产化做出贡献,同时降低维护和运营成本,并可在快速增长的氢氨能源市场中提升韩国材料及传感器产业的竞争力。“这项研究的意义不仅在于我们利用更环保的无铅钙钛矿开发出了高灵敏度氨传感器,还在于我们从原子层面阐明了其传感机制,”KIMS首席研究员兼项目负责人 Myungkwan Song 表示。“我们期望这项技术能广泛应用于氢基和氨基能源基础设施的安全管理以及工业现场的有害气体监测。”

该研究得到了韩国科学技术信息通信部通过KIMS机构研究计划、韩国国家研究基金会全球领先研究中心计划以及国家科学技术研究会全球TOP战略研究团队计划的支持。研究成果于2026年7月27日在材料科学领域国际知名期刊《Small Structures》(影响因子:8.9)在线发表。

(素材来自:韩国材料科学研究院 全球氢能网、新能源网综合)

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
范子铭23分统治内线!热身2连胜征服李楠,新赛季首钢内线稳了‌

范子铭23分统治内线!热身2连胜征服李楠,新赛季首钢内线稳了‌

萌兰聊个球
2026-08-21 21:06:12
英国新首相当众硬刚普京:我就力挺乌克兰,不服来打我

英国新首相当众硬刚普京:我就力挺乌克兰,不服来打我

面包夹知识
2026-08-22 18:07:32
申花是放弃了球迷,还是要选择转型?

申花是放弃了球迷,还是要选择转型?

米奇兔
2026-08-22 09:36:09
忠告所有黄金持有人:日元要是出问题,全球资产谁都躲不过

忠告所有黄金持有人:日元要是出问题,全球资产谁都躲不过

小陆搞笑日常
2026-08-22 05:45:04
长鑫存储被曝窃取三星DRAM技术,前三星工程师获刑7年

长鑫存储被曝窃取三星DRAM技术,前三星工程师获刑7年

野生运营
2026-08-20 23:42:54
重大资产重组!A股公司公告,彻底清仓!

重大资产重组!A股公司公告,彻底清仓!

券商中国
2026-08-22 10:39:14
许家印判无期才3天,白珊珊私生活被扒,被曝悄悄嫁给了这个男人

许家印判无期才3天,白珊珊私生活被扒,被曝悄悄嫁给了这个男人

刘森森
2026-08-22 10:05:42
5年翻了3倍!森林狼卖出联盟第四高价,370亿大佬购入,联盟变了

5年翻了3倍!森林狼卖出联盟第四高价,370亿大佬购入,联盟变了

你的篮球频道
2026-08-22 10:21:49
啤白两重天!华润啤酒的“雷”, 赵春武何时才能排完?

啤白两重天!华润啤酒的“雷”, 赵春武何时才能排完?

金投研
2026-08-21 21:14:37
属鸡人:今晚要睡不着了,明天起,一连串的喜事排队向你涌来

属鸡人:今晚要睡不着了,明天起,一连串的喜事排队向你涌来

阿天爱旅行
2026-08-22 08:30:11
5999元离谱吗?华为Pura X View直板新机,创新拉满反倒被网友狂喷

5999元离谱吗?华为Pura X View直板新机,创新拉满反倒被网友狂喷

小蜜情感说
2026-08-22 16:38:30
C罗在3比0领先时上场!面对身价1000多万欧元的对手、仅7.4分!

C罗在3比0领先时上场!面对身价1000多万欧元的对手、仅7.4分!

历史第一人梅西
2026-08-22 14:28:43
就在大家都以为中国会坚决回应时,北京却选择了战略克制。

就在大家都以为中国会坚决回应时,北京却选择了战略克制。

回京历史梦
2026-08-22 18:23:43
曾经在国乒混不下去的他,如今带出了世界第二!4-1打服张本智和

曾经在国乒混不下去的他,如今带出了世界第二!4-1打服张本智和

十点街球体育
2026-08-21 21:59:36
F1荷兰站冲刺赛:拉塞尔冠军带回,勒克莱尔、诺里斯分列二三

F1荷兰站冲刺赛:拉塞尔冠军带回,勒克莱尔、诺里斯分列二三

懂球帝
2026-08-22 18:51:31
许家印两个儿子,履历都相当不简单!大儿子许智健是清华高材生

许家印两个儿子,履历都相当不简单!大儿子许智健是清华高材生

生活新鲜市
2026-08-21 04:16:29
官方:3名球迷辱骂身着非主队球衣男童父亲,对申花主场予以通报批评

官方:3名球迷辱骂身着非主队球衣男童父亲,对申花主场予以通报批评

懂球帝
2026-08-21 22:17:10
应届本科生一线城市就业平均月薪8051元

应届本科生一线城市就业平均月薪8051元

第一财经资讯
2026-08-21 14:57:09
国安vs云南:双方均3外援首发,张玉宁、邓捷夫、布尼亚明出战

国安vs云南:双方均3外援首发,张玉宁、邓捷夫、布尼亚明出战

懂球帝
2026-08-22 18:40:17
误国之言!一句“中国汽车出口全球第一”,让我又看到了大清影子

误国之言!一句“中国汽车出口全球第一”,让我又看到了大清影子

壹只灰鸽子
2026-08-17 11:18:35
2026-08-22 20:40:49
CHC全球氢能
CHC全球氢能
全球氢能网旗下关注氢能、燃料电池、储能、新能源与新材料平台。
2155文章数 29关注度
往期回顾 全部

科技要闻

苹果裁员200人:Vision Pro砍游戏团队

头条要闻

女子55元"捡漏"1.4万奢侈品项链 平台致歉称愿补偿5元

头条要闻

女子55元"捡漏"1.4万奢侈品项链 平台致歉称愿补偿5元

体育要闻

枪手赚翻!4000万新援揭幕战8分钟策动2球

娱乐要闻

《空枪》预测票房缩水,手握王炸都没赢

财经要闻

蔡昉解读经济:扩大消费需求的政策思考

汽车要闻

最能代表东方神韵的新旗舰 体验面子里子都拉满的比亚迪大汉

态度原创

游戏
旅游
时尚
手机
本地

仅限成人!葱哥:想看《GTA6》高跟鞋要先花钱

旅游要闻

“最美风景在路上·燕赵风光任我行” 解锁不一样的燕赵浪漫

真爱返场|| 5年如一日的心头好,这个价格真香

手机要闻

“奥利奥”风格后摄模组:多亲J26手机预热,下周发布

本地新闻

《牛来》的一声“妈妈”,到底多少人被精神污染了

无障碍浏览 进入关怀版